(57)【要約】【課題】  本発明は、特に画像劣化の大きい転写工程で感光体上にトナー画像を現像する際に、転写されることによるトナーチリ面積の増加がなく、転写による画像劣化を防止することのできる画像形成方法を提供することを目的とする。【解決手段】  画像形成方法の画像形成方法では、現像工程後の感光体上のトナーチリ画像面積をＳｄ、その現像したトナー画像を転写工程により転写体上に転写した後のトナーチリ画像面積をＳｔとしたとき、ＳｄとＳｔが下記（１）式を満足するように画像を形成することを特徴とする。    【数１】2005055707.tif 000013  ただし、Ｓｄ、Ｓｔはトナーチリ画像面積であり、超深度形状測定顕微鏡で撮影した写真を２値化したデータにおいて、面積が２５３．８μｍ×２５３．８μｍ当たりの中心にある最大面積を示す画像部を除いて、周りのトナーチリ画像部の合計を１メッシュ当りのチリ面積として、７０メッシュから求めた平均値である。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部より感光体に電圧を印加し感光体を帯電させる帯電工程と、帯電している感光体に静電荷像を形成する工程と、静電荷像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像工程と、外部より転写部材に電圧を印加しトナー画像を転写体上に転写する転写工程と、転写後の感光体表面をクリーニング部材でクリーニングするクリーニング工程と、トナー画像を１本または２本の熱ローラを用いて加熱定着する定着工程とを有する画像形成方法であって、現像工程後の感光体上のトナーチリ画像面積をＳｄ、その現像したトナー画像を転写工程により転写体上に転写した後のトナーチリ画像面積をＳｔとしたとき、ＳｄとＳｔが下記（１）式を満足するように画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
【数１】
2005055707.tif 000012
ただし、Ｓｄ、Ｓｔはトナーチリ画像面積であり、超深度形状測定顕微鏡で撮影した写真を２値化したデータにおいて、面積が２５３．８μｍ×２５３．８μｍ当たりの中心にある最大面積を示す画像部を除いて、周りのトナーチリ画像部の合計を１メッシュ当りのチリ面積として、７０メッシュから求めた平均値である。
【請求項２】
該転写工程において、該転写部材が最表面に弾性層を有し、該転写部材のアスカーＣ法で測定した表面硬度が１５〜６０度であり、該弾性層の厚みが、１．５Ｎ／ｃｍの大きさの加圧による変形量の１０〜１５倍であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】
該転写工程において、転写圧０．３〜３．０Ｎ／ｃｍ、転写電流０．１〜１．０μＡの転写バイアスを印加して転写を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成方法。
【請求項４】
該定着工程において、表面に弾性体を有するローラを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項５】
形状係数ＳＦ−１が１００〜１３５のトナーを用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項６】
平均円形度が０．９３〜１．０のトナーを用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項７】
分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）が１．３５以下のトナーを用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項８】
凝集度（％）が５〜２０％のトナーを用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項９】
有機ジルコニウム化合物を含有するトナーを用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１０】
外部添加剤として無機微粉末を１．０重量％以上含有するトナーを用いることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１１】
トナーをトナーカートリッジに充填して供給することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置、及び該装置を用いた画像形成方法、並びにそれに用いるトナーに関し、より詳しくは中間転写体への転写、更に普通紙への転写に関する静電転写法及び装置並びにそのトナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式のカラー画像形成法においても高画質が要求され、トナーの小径化、現像の改良などで、画質が改善されてきている。しかし、作像工程毎に観察すると潜像、現像、中間転写、転写紙転写、定着の各工程毎に、画質が劣化していることが明らかである。その中でも特に転写工程での劣化が大きい。その原因としては、感光体上に現像されたトナー画像が、転写紙に転写される時に、転写ベルトと感光体及び転写ベルトと転写紙間との隙間において、転写電圧による放電が起こり、画像のチリが発生することや、転写圧力が高くなりすぎて、画像が潰れて、面積が広がってしまうことが挙げられる。
【０００３】
これらの課題に対する、マシン側の解決策として特開２０００−２２１８００（特許文献１）で提案されている方法がある。該方法においては、少なくとも中間転写ベルトのベルト横方向における感光体ドラムとの当接領域で、中間転写ベルトを内周面側から感光体ドラムに向けて押圧する押圧ローラを設け、感光体と中間転写ベルトの密着を向上させ、接触ニップ部でトナーの凝集力を高め、感光体ドラムと中間転写とに密着不足に起因する画像の劣化が防止される。ところがこの方法には、転写圧力が高くなりすぎると、画像が潰れて、面積が広がってしまい、定着工程で更に広げてしまうので、ドットの再現性、ひいては画像全体のシャープネスが悪化させるという問題が新たに発生した。
【０００４】
また、特開２００１−２０９２５５（特許文献２）で提案されているカラー画像形成法がある。該方法においては、感光体から中間転写体への転写における画像劣化を解決するため、転写プロセスとして当接圧１５ｇ／ｃｍ以上の押圧力を加え、中間転写ベルトと感光体の線速比を０．８５〜１．１０とし、中間転写ベルト特性として、表面／体積抵抗、等を規定し、更にトナー特性として凝集度、嵩密度、粒径を規定し、トナー間の付着力、転写ギャップ、転写ベルトの電荷保持力等最適化することが提案されている。
ところがこの方法では、高画質の重要な指標である「平均粒状度」が０．２５以下の水準の画質を得ることはできなかった（平均粒状度については後述する。）。
【０００５】
また最近では、更に高画質化が進み、トナーとしては小径化、球形化、形状均一化、帯電量均一化等のものが得られており、画質の向上につながっている。
しかしながら、このような小径化、球形化、形状均一化、帯電量均一化をもってしても、高画質の重要な指標である「平均粒状度」が０．２５以下、好ましくは０．１５以下の印刷画像同等の滑らかな画像を得る事は困難であった。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２２１８００
【特許文献２】特開２００１−２０９２５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、特に画像劣化の大きい転写工程で、感光体上にトナー画像を現像する際に、転写されることによるトナーチリ面積の増加がなく、転写による画像劣化を防止することのできる画像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、次に示す画像形成方法が提供される。
〔１〕外部より感光体に電圧を印加し感光体を帯電させる帯電工程と、帯電している感光体に静電荷像を形成する工程と、静電荷像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像工程と、外部より転写部材に電圧を印加しトナー画像を転写体上に転写する転写工程と、転写後の感光体表面をクリーニング部材でクリーニングするクリーニング工程と、トナー画像を１本または２本の熱ローラを用いて加熱定着する定着工程とを有する画像形成方法であって、現像工程後の感光体上のトナーチリ画像面積をＳｄ、その現像したトナー画像を転写工程により転写体上に転写した後のトナーチリ画像面積をＳｔとしたとき、ＳｄとＳｔが下記（１）式を満足するように画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
【数２】
2005055707.tif 000002
ただし、Ｓｄ、Ｓｔはトナーチリ画像面積であり、超深度形状測定顕微鏡で撮影した写真を２値化したデータにおいて、面積が２５３．８μｍ×２５３．８μｍ当たりの中心にある最大面積を示す画像部を除いて、周りのトナーチリ画像部の合計を１メッシュ当りのチリ面積として、７０メッシュから求めた平均値である。
〔２〕該転写工程において、該転写部材が最表面に弾性層を有し、該転写部材のアスカーＣ法で測定した表面硬度が１５〜６０度であり、該弾性層の厚みが、１．５Ｎ／ｃｍの大きさの加圧による変形量の１０〜１５倍であることを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成方法。
〔３〕該転写工程において、転写圧０．３〜３．０Ｎ／ｃｍ、転写電流０．１〜１．０μＡの転写バイアスを印加して転写を行うことを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の画像形成方法。
〔４〕該定着工程において、表面に弾性体を有するローラを用いることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の画像形成方法。
〔５〕形状係数ＳＦ−１が１００〜１３５のトナーを用いることを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の画像形成方法。
〔６〕平均円形度が０．９３〜１．０のトナーを用いることを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の画像形成方法。
〔７〕分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）が１．３５以下のトナーを用いることを特徴とする前記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の画像形成方法。
〔８〕凝集度（％）が５〜２０％のトナーを用いることを特徴とする前記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の画像形成方法。
〔９〕有機ジルコニウム化合物を含有するトナーを用いることを特徴とする前記〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載の画像形成方法。
〔１０〕外部添加剤として無機微粉末を１．０重量％以上含有するトナーを用いることを特徴とする前記〔１〕〜〔９〕のいずれかに記載の画像形成方法。
〔１１〕トナーをトナーカートリッジに充填して供給することを特徴とする前記〔１〕〜〔１０〕のいずれかに記載の画像形成方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、現像工程後の感光体上のトナーチリ画像面積をＳｄ、その現像したトナー画像を転写工程により転写体上に転写した後のトナーチリ画像面積をＳｔとしたとき、ＳｄとＳｔが特定の関係を満たすように画像を形成するので、画像劣化の大きい転写工程でトナー画像を現像する際に、転写されることによるトナーチリ面積の増加がなく、転写による画像劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の画像形成方法は、外部より感光体に電圧を印加し感光体を帯電させる帯電工程と、帯電している感光体に静電荷像を形成する工程と、静電荷像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像工程と、外部より転写部材に電圧を印加しトナー画像を転写体上に転写する転写工程と、転写後の感光体表面をクリーニング部材でクリーニングするクリーニング工程と、トナー画像を１本または２本の熱ローラを用いて加熱定着する定着工程とを有する。
尚、かかる画像形成方法は公知のものであり、後述するように、転写工程を構成する転写部材、転写時の転写圧、転写バイアス、定着工程で用いられるローラ、特有のトナー以外については、従来公知の技術が全て応用可能である。
【００１１】
本発明においては、現像工程後の感光体上のトナーチリ画像面積をＳｄ、その現像したトナー画像を転写工程により転写体上に転写した後のトナーチリ画像面積をＳｔとしたとき、ＳｄとＳｔが下記（１）式を満足するように画像を形成する。このように画像が形成されることが本発明の特徴である。
【数３】
2005055707.tif 000003
【００１２】
ＳｔがＳｄより大きい場合、転写によるトナーチリ面積が増加になるので、画像粒状度が悪化しやすくなる。ＳｄまたはＳｔが３０００μｍ２以上の場合、トナーチリ面積が大き過ぎるため、画像粒状度が悪化する。
【００１３】
ただし、Ｓｄ、Ｓｔはトナーチリ画像面積であり、超深度形状測定顕微鏡で撮影した写真を２値化したデータにおいて、面積が２５３．８μｍ×２５３．８μｍ当たりの中心にある最大面積を示す画像部を除いて、周りのトナーチリ画像部の合計を１メッシュ当りのチリ面積として、７０メッシュから求めた平均値である。具体的には、Ｓｔ、Ｓｄは画像取り込み機器（ＫＥＹＥＮＣＥ  超深度形状測定顕微鏡＋ＮＩＫＯＮ  対物レンズ５倍）と画像解析ソフトＩ−ＦＬＡＴで２値化されたデータにおいて画像ドットから分離したチリトナー面積を積算した値である。
【００１４】
次に、本発明者等が前記（１）式を満たすように画像を形成することにより、平均粒状度を０．２５までに収めることができるようになった考え方について説明する。
画像の劣化は、感光体と中間転写ベルトを押圧し、感光体ドラムと中間転写とに密着させれば、密着不足に起因する画像の劣化を防止することはできる。従来より転写効率は高ければ高いほど良いと考えられ、更に隙間をなくすことで放電を防げると考えられており、転写ローラ圧、転写電流は高めに設定される事が多い。しかしながら、高すぎる転写ローラ圧、転写電流で転写した場合、感光体上のトナー画像の付着量が比較的少ない場合は問題ないが、付着量が多くなると画像の太り、潰れが発生するため、平均粒状度が０．２５以下の画像を得ることはできない。
【００１５】
上記トナーチリの原因として、転写電流の高すぎ、若しくは転写領域に隙間があることが挙げられる。特に転写領域に隙間があると、転写時に放電が起こりやすく、放電によるトナーチリが発生しやすくなる。画像平均粒状度も悪化する。
上記転写によりトナー画像が太ったり、潰れたりする原因のひとつとして、転写条件が挙げられる。
画像が潰れないために、転写圧力を小さくしたほうがいいが、小さすぎると、転写率が劣化し、平均粒状度の劣化が発生する。
【００１６】
本発明者等は、上記知見に基づき、弾性転写ローラ特性、転写圧力、転写電流及びトナー特性をコントロールし、転写前後の画像チリ面積関係を制御すれば、転写によりトナーチリ面積を増加させることなく、定着後の画像平均粒状度を改善することができることを発見し、本発明に到達した。
【００１７】
本発明によれば、平均粒状度が０．２５以下の水準の画質を得ることができる。
該粒状度は、画質の主観的な評価値である粒状性を客観的に表した量である。ここで「粒状性」とは、「均一であるべき画像がどれだけざらついているかを表す主観評価値」と定義され、一般に高画質の指標と考えられている。
【００１８】
粒状度として標準化されているものとしてＲＭＳ粒状度があり、ＡＮＳＩ  ＰＨ−２．４０−１９８５で標準化され、下記（２）式で表される。
【数４】
2005055707.tif 000004
（２）式において、Ｄｉは濃度分布、Ｄは平均濃度（Ｄ＝（１／Ｎ）Σ Ｄｉ）である。
【００１９】
粒状度については、このほか、画像の濃度変動のパワースペクトラムであるＷｉｎｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍを用いた粒状度が定義されている。
ＸｅｒｏｘのＤｏｏｌｅｙとＳｈａｗは、Ｗｉｎｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍを適用し、視覚の空間周波数特性（Ｖｉｓｕａｌ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＶＴＦ）とカスケードした後、積分した値を粒状度（ＧＳ）とした（詳細はＤｏｏｌｅｙ，Ｒｓｈａｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｏｔｏｇｒ．Ｅｎｇ．，５，４（１９７９），ｐｐ１９０−１９６）。該粒状度（ＧＳ）は、下記（３）式で表される。
【００２０】
【数５】
2005055707.tif 000005
（３）式において、Ｄは平均濃度（Ｄ＝（１／Ｎ）Σ Ｄｉ）、ｆは空間周波数（ｃ／ｍｍ）、ＷＳ（ｆ）はＷｉｎｅｒ  Ｓｐｃｔｒｕｍ、ＶＴＦ（ｆ）は視覚の空間周波数特性である。
【００２１】
本明細書においては、粒状度を、この(３)式で表されるＤｏｏｌｅｙとＳｈａｗの粒状度をさらに発展させ、下記（４）式によって定義する。
【数６】
2005055707.tif 000006
（４）式において、Ｌは平均明度、ｆは空間周波数（ｃ／ｍｍ）、ＷＳＬ（ｆ）は明度変動のパワースペクロトラム、ＶＴＦ（ｆ）は視覚の空間周波数特性、ａは係数（＝０．１０４４）、ｂは係数（＝０．８９４４）である。
【００２２】
（４）式においては、画像の濃度Ｄではなく、明度Ｌを使用する。明度Ｌの方が色空間のリニアリティーに優れ、カラー画像への適応性も優れる点が特徴である。（詳細は“Ｊａｐａｎ  Ｈａｒｄｃｏｐｙ‘９６”論文集ｐ１８９「ハーフトーンカラー画像のノイズ評価方法」参照）。
【００２３】
粒状度はその定義からして画像のノイズ特性を表している。出力画像の粒状度を上述の手法によって測定することによって、画像のノイズ特性（ざらつき）を数値化することが可能である。粒状度の数値はその定義からも分かるように、ざらつきが良好である場合には値が小さく、ざらつきが悪くなるに従って値が大きくなる。本発明者等は、出力画像をスキャナー（Ｎｅｘｓｃａｎ４１００：ハイデンベルグ社製）で読み込んだ後に、上述の（４）式にもとづき粒状度の計算を行なった。
【００２４】
図３に各種画像の粒状度の計算された結果を示す。横軸が平均明度、縦軸が粒状度となっている。粒状度は各明度ごとに与えられるものであり、実験には明度を１５水準（スクリーン線数１０６線のディザ処理を施した１５水準のパッチを作成した。図４参照）をとって各明度毎の粒状度を計算した。
【００２５】
上記のように粒状度は各明度ごとにプロットされるためグラフとしてアウトプットされる。粒状度の計測用のパターンからも判るように明度の数値の小さい方はベタ画像に近い画像である。また、明度の数値が大きい方はドット面積が小さく、ほとんどがトナー担持体である。即ち、画像のざらつきは悪くなる度合いが小さい部分である。電子写真で、特に粉体トナーを用いる方式では明度で４０〜８０の明るさでトナーの大きさのバラツキ、トナードット回りのチリなどの影響で粒状度が高く成りざらつき感が強くでる。この粒状度を数値化するには、目視で感度の高い平均明度４０〜８０の間の平均値で扱うとその画像の良さを明確に表現できる。
【００２６】
図３に示すように銀塩写真やインクジェットでは明度に対し大きな変化はない。これは色剤が液体のインクや銀塩のように超微粒子での画像であることによる。これに対し、ドット形成で画像を作っている印刷画像や５μｍ以上の粒径のトナーを用いる電子写真法では、トナーで形成されている画像におけるドットの形状のバラツキ、トナー転移でのチリ現象が発生し、平均明度４０〜８０で高い（悪い）粒状度となる。特にドットの形状のバラツキ、トナー転移でのチリ現象は電子写真方式で大きく、平均明度４０〜８０での平均粒状度は乾式トナーを用いる電子写真方式では最良の高画質の指標である。
【００２７】
画像粒状度の数値の目安としては、平均粒状度で０．２５までに収まっていれば明視距離での滑らかさでは問題ない。更に好ましくは同じドット形成で画像ができているオフセット印刷並の粒状度０．１５以下の画像で印刷物同等の画像といえる。
【００２８】
本発明の転写工程においては、転写部材が最表面に弾性層を有し、該弾性層のアスカーＣ法で測定した表面硬度が１５〜６０度であり、該弾性層の厚みが、１．５Ｎ／ｃｍの大きさの加圧による変形量の１０〜１５倍であることが好ましい。該弾性層の表面硬度が１５度未満の場合は、転写率が低下するため、画像の粒状度が悪化する。該表面硬度が６０度超の場合は画像が潰されるので、粒状度が悪化する。該弾性層の厚みが、１．５Ｎ／ｃｍの大きさの加圧による変形量の１０倍未満の場合は、転写体と感光体間の隙間が生じ、放電によるチリが起こりやすく、画像の粒状度が悪化する。該弾性層の厚みが、変形量の１５倍超の場合、柔らかすぎて、転写率が低下し、画像の粒状度が悪化する。
【００２９】
本発明の転写工程においては、転写圧０．３〜３．０Ｎ／ｃｍ、転写電流０．１〜１．０μＡの転写バイアスを印加して転写を行うことが好ましい。転写圧が０．３Ｎ／ｃｍ未満の場合、転写効率が悪化し平均粒状度も悪化する。また、３．０Ｎ／ｃｍ超の場合、押圧が強すぎてトナー画像が太り平均粒状度が悪化する。転写電流が０．１μＡ未満の場合、転写効率が悪化して平均粒状度も悪化する。また、１．０μＡ超の場合、転写効率が良すぎてトナー付着量が多い場合は、トナー画像が太り平均粒状度が悪化する。
【００３０】
本発明の定着工程においては、表面に弾性体を有するローラを用いることが好ましい。かかるローラを用いると、トナーを潰さずに定着することができる。尚、トナーが潰れると画像部からはみ出すので、粒状度が低下する。
【００３１】
本発明の画像形成方法に用いる画像形成装置について、図面を用いて具体的に説明する。
図１は、本発明の画像形成装置全体の概略図である。但し、図１に示す装置は、本発明において用いられる装置の一例であって、本発明はこれに限定するものではない。
図１に示す画像形成装置は周知の電子写真方式に用いられるものであり、内部に記録媒体であるドラム状感光体１を備えている。感光体１の周囲には矢印で示す回転方向に沿って、感光体に電圧を印加し感光体を帯電させる帯電器２、帯電している感光体に静電荷像を形成する露光手段３、静電荷像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像手段４、転写搬送手段５、転写後の感光体表面をクリーニング部材でクリーニングするクリーニング手段６、およびトナー画像を熱ローラを用いて加熱定着する定着手段７が配置されている。
【００３２】
露光手段３は、ポリゴンモータでレーザ光３１をスキャンさせミラー３１を通して読み取られた画像信号を基に感光体１上に静電潜像を形成する。この感光体１は有機感光体の他アモルファス等既存の感光体を用いる事が出来る。
感光体１上に形成された静電潜像は、現像手段４によってトナー画像として形成され、そのトナー画像が転写材の貯蔵されている転写材バンク１０１、１０６から給紙ローラ１０２、１０７で給紙され給紙コロ１０３、１０８で給送される。コロ１０４は感光体上トナー像と同期を取って転写材を搬送する為のレジストコロ１０４であり、転写材は転写手段５に送られ静電転写される。トナー像が載った転写材は、金属ローラ５１にゴム層を設けた転写ローラ５２によって転写され、搬送ベルト５３を通して定着手段７に搬送され、定着装置７で定着された後に、機外へ排出される。
一方、未転写部や汚れの付着した感光体１はクリーニング手段６によりクリーニングされ次の作像ステップに入る。
【００３３】
定着手段７の基本構成としてはハロゲンランプ等の加熱手段７４（以下「ヒータ」という。）を有する定着ローラ７１と、圧接される加圧ローラ７２とを備えている。
このような構成の定着器において、定着ローラ７１と加圧ローラ７２とが、面圧：９．３Ｎ／ｃｍ２の加圧力で圧接されて定着ニップ幅：約１０ｍｍを構成している。定着手段７は駆動手段（図示せず）により駆動を受けて転写材を挟持搬送する。この際、定着ローラ７１はヒータ７４によって所定の温度に制御されており、転写材上のトナー像は、両ローラ間を通過するときに、圧力を受けながら熱溶融し、ローラ対を出て冷却されることによって永久像として転写材に定着される。
【００３４】
次に、本発明の転写工程の好ましい態様について図２にて説明する。
転写ローラ５２は図２に示すようにＳＵＳ、Ｆｅ等からなる直径２０〜３０φの芯金５１上にＥＰＤＭ、シリコーン、ＮＢＲ、ウレタン等のソリッド状の弾性層５２ａを設け、０．１〜１．０ｍｍの厚みで硬度１５〜６０度（ＡｓｋｅｒＣ／１ｋｇ荷重時）、１．５Ｎ／ｃｍの大きさの加圧による変形量１２倍のゴム層を有するものが好ましい。
転写ローラ５２の体積抵抗は１×１０８〜１×１０１１Ωｃｍ、表面抵抗は体積抵抗より１〜２桁高い抵抗の範囲が最適である。転写ローラの加圧はローラの両端で軸受け５２ｂとばね５２ｃで加圧され像担持体に押圧される。加圧力の測定は転写ローラ前後のばね押圧力の合計を転写ローラの長さで割った値で提示する。単位はＮ／ｃｍで示される。
【００３５】
本発明の画像形成方法においては、形状係数ＳＦ−１が１００〜１３５のトナーを用いることが好ましく、１００〜１２０のトナーを用いることがより好ましい。ＳＦ−１はトナー粒子の丸さの度合いを示す数値であり、ＳＦ−１が１３５超の場合、トナー粒子が球形から離れて不定形に近づき、トナー層の層厚と表面が均一とはならないため、トナーと転写紙、感光体の接触が少なくなり、転写効率が低下する。その結果、転写電流が大きくなり、分離時の放電が増大する。このように、ＳＦ−１はトナーの耐久性を表す数値でもある。
【００３６】
形状係数ＳＦ−１は、下記（５）式で表される。
【数７】
2005055707.tif 000007
ここで、ＭＸＬＮＧは、図６に示すように、トナー粒子の外接円の長さ（絶対最大長）を表し、ＡＲＥＡはトナー粒子の投影面積を表す。
【００３７】
形状係数ＳＦ−１は、例えば日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い１０００倍に拡大した２μｍ以上のトナー粒子像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報をインターフェースを介して、例えばニコレ社製画像解析装置（ＬｕｚｅｘＩＩＩ）に導入し解析を行い、上記（５）式により算出される。
【００３８】
本発明においては、平均円形度が０．９３〜１．０のトナーを用いることが好ましい。
トナーの平均円形度が０．９３以下の場合、ＳＦ−１と同様にトナー層の層厚と表面が均一とはならないため、トナーと転写紙、感光体の接触が少なくなるため、転写効率が低下する。その結果、転写電流が大きくなり、分離時の放電が増大する。
【００３９】
平均円形度は、（株）ＳＹＳＭＥＸ製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いて測定することができる。測定は、１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液に調整した後０．４５μｍのフィルターを通した液５０〜１００ｍｌに分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、試料を１〜１０ｍｇ加える。これを、超音波分散機で１分間の分散処理を行い、粒子濃度を５０００〜１５０００個／μｌに調整した分散液を用いて測定を行なう。ＣＣＤカメラで撮像した２次元の画像面積と、同一の面積を有する円の直径を円相当径として、円相当径で０．６μｍ以上をＣＣＤの画素の精度から有効とし平均円形度の算出に用いる。平均円形度は、各粒子の円形度の算出を行い、この各粒子の円形度を足し合わせ、全粒子数で割り算することによって得ることができる。各粒子の平均円形度は、下記（６）式に示すように、粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割ることにより算出することができる。
【００４０】
【数８】
2005055707.tif 000008
【００４１】
本発明においては、重量平均粒径が４〜１０μｍのトナーを用いることが好ましい。
トナーの重量平均粒径が４μｍ以下の場合、Ｓｔ／Ｓｄの変化率には問題ないが、定着ローラ間で加圧しても、トナー粒子に圧力が加わり難いため、トナー像を均一に定着することが難しくなる。特に面圧を低くした定着装置の場合、この傾向が顕著となるため好ましくない。逆に１０μｍ以上の場合、定着性に特に問題はないが、解像力が劣るため好ましくない。
【００４２】
本発明においては、重量平均粒径が４〜１０μｍのトナーを用いることが好ましい。
トナーの重量平均粒径が４μｍ以下の場合、Ｓｔ／Ｓｄの変化率には問題ないが、定着ローラ間で加圧しても、トナー粒子に圧力が加わり難いため、トナー像を均一に定着することが難しくなる。特に面圧を低くした定着装置の場合、この傾向が顕著となるため好ましくない。逆に１０μｍ以上の場合、定着性に特に問題はないが、解像力が劣るため好ましくない。
【００４３】
本発明においては、分散度（重量平均粒径：Ｘｗ／個数平均粒径：Ｘｎ）が１．３５以下のトナーを用いることが好ましい。
トナーの分散度が１．３５超の場合、ＳＦ−１と同様にトナー層の層厚と表面が均一とはならないため、トナーと転写紙、像担持体の接触が少なくなり、転写効率が低下する。その結果、転写電流が大きくなり、分離時の放電が増大する。
【００４４】
トナー粒径の測定は、Ｃｏｕｌｔｅｒ  ＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ  IIｅを使用して測定することができる。なおアパーチャー径は１００μｍである。
【００４５】
本発明においては、凝集度（％）が５〜２０％のトナーを用いることが好ましく、５〜１５％のトナーを用いることがより好ましい。凝集度が５％未満の場合、トナーの流動性が良すぎて、転写の際にチリが発生しやすくなる。また、２０％超の場合トナーの凝集力が強くなり、転写性が悪くなる。
ここで、トナーの凝集度（％）は、トナーの凝集力を表す数値であり、凝集度の値が大きいほど、トナーの凝集力が強いと言える。
【００４６】
トナーの凝集度は、ホソカワミクロン株式会社製パウダテスタ  ＰＴ−Ｎ型を用いて測定することができる。
操作方法は基本的には「パウダテスタ  ＰＴ−Ｎ型」の取り扱い説明書に従うが、以下の点は変更する。
１．使用ふるい    ７５μｍ、４５μｍ、２２μｍ
２．振動時間      ３０秒
【００４７】
本発明においては、有機ジルコニウム化合物を含有するトナーを用いることが好ましい。
該有機ジルコニウム化合物は、芳香族オキシカルボン酸又はその塩と、ジルコニウム又はオキシジルコニウムを含む化合物から得られる化合物であり、極性制御剤として作用する。有機ジルコニウム化合物は、トナーの樹脂成分の反応性が高い部分と反応し軽度の架橋構造を作ることでＳｔ／Ｓｄの変化率が小さくなる傾向を示すので好ましい。有機ジルコニウム化合物の使用量は、トナー樹脂成分に対し、０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部である。
【００４８】
上記有機ジルコニウム化合物としては、下記の構造式で表されるものが好ましい。
【化１】
2005055707.tif 000009
【００４９】
（Ｉ）式中、Ｒ１は４級炭素、メチン、メチレンであり、Ｎ、Ｓ、Ｏ、Ｐのヘテロ原子を含んでもよく、Ｙは飽和結合又は不飽和結合で結ばれた環状構造を表し、Ｒ２、Ｒ３は相互に独立してアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、置換基を有してもよいアリール基又はアリールオキシ基又はアラルキル基又はアラルキルオキシ基、ハロゲン基、水素、水酸基、置換基を有してもよいアミノ基、カルボキシル基、カルボニル基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホニル基、シアノ基を表し、Ｒ４は水素又はアルキル基を表し、ｌは０又は３から１２の整数、ｍは１から２０の整数、ｎは０から２０の整数、ｏは０から４の整数、ｐは０から４の整数、ｑは０から３の整数，ｒは１から２０の整数，ｓは０から２０の整数である。
【００５０】
本発明で用いられるトナーにおいては、極性制御剤として有機ジルコニウム化合物の他に、例えばニグロシン系染料、四級アンモニウム塩、アミノ基含有のポリマー、含金属アゾ染料、サリチル酸の錯化合物、フェノール化合物などが用いられる。
【００５１】
本発明においては、外部添加剤として無機微粉末を１．０重量％以上含有するトナーを用いることが好ましい。
無機微粉末の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
【００５２】
この無機微粉末の一次粒子径は、５ｍμ〜２μｍであることが好ましく、特に５ｍμ〜５００ｍμであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機微粉末の使用割合は、トナーの１．０重量％以上であることが好ましい。１．０重量％以下の場合、Ｖｔ、Ｓｔの変化率が大きくなる傾向を示し、好ましくない。
【００５３】
このような無機微粉末は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤などが好ましい表面処理剤として挙げられる。
【００５４】
本発明で用いられるトナーの結着樹脂としては、従来より公知の全ての樹脂が使用可能である。例えば、スチレン、ポリ−α−スチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラート樹脂などが挙げられるが、これらの樹脂はポリエステル樹脂、エポキシ樹脂と併用しても良いが、単独使用も可能である。また、二種類以上併用しても良い。
また、これら樹脂の製造方法も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合いずれも使用できる。
【００５５】
本発明で用いるトナーにおいては、定着時の離型性を向上させるためワックス成分も使用可能である。例えば、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス等のようなポリオレフィンワックスや、キャンデリラワックス、ライスワックス、カルナウバワックス等の天然ワックスが使用可能である。
ワックス成分の添加量は０．５〜１０重量部が好ましい。
【００５６】
本発明で用いられるトナーの着色剤としては、従来からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料の全てが適用される。具体的には、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、オイルブラック、アゾオイルブラックなど特に限定されない。
【００５７】
着色剤は上記のように特に限定されないが、飽和磁化σｓが２０（ｅｍｕ／ｇ）以下の黒色の酸化鉄化合物を２５〜３５重量部（樹脂１００重量部に対して）含有させることが好ましい。酸化鉄を用いることによって、トナーの真比重が大きくなるので、転写時に於いて、よりチリトナーが発生しにくく、トナーチリ面積が増大しないことが確認されている。
【００５８】
着色剤の使用量は１〜４０重量部、好ましくは２５〜３５重量部である。
【００５９】
本発明で用いられるトナーの製造方法は、従来公知の方法でよく、結着樹脂、着色剤、ワックス成分、その他場合によっては極性制御剤等をミキサー等を用いて混合し、熱ロール、エクストルーダー等の混練機を用い混練した後、冷却固化し、これをジェットミル等の粉砕で粉砕し、その後分級し得られる。
【００６０】
また、例えば本発明において、二成分系乾式トナーを使用する場合に混合して使用するキャリアとしては、ガラス、鉄、フェライト、ニッケル、ジルコン、シリカ等を主成分とする、粒径３０〜１０００μｍ程度の粉末、または、該粉末を芯材としてスチレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂等をコーティングしたものから適宜選択して使用可能である。
【００６１】
本発明の画像形成方法においては、前述したトナーををトナーカートリッジに充填して供給すると、簡便且つ効率的にトナーを要求することができるので好ましい。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例により本発明を説明する。
次に示す処方により、トナーＡ〜Ｇを作製した。但し、本発明で用いるトナーは、実施例で示す方法で製造されたものに限定されず、従来公知のトナーの製造方法を適宜採用できる。
【００６３】
（トナー処方１）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量  ７８０００）          ４０重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体
（重量平均分子量  ２９００００）                    ３４重量部
黒色酸化鉄化合物                                        ２１重量部
極性制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土谷化学）        ２重量部
低分子ポリプロピレン                                      ３重量部
【００６４】
以上の処方の原料を、２軸エクストルーダーを用いて５０℃で低温混練し、粉砕、分級し重量平均粒径８．５μｍとした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末（Ｒ−９７２：クラリアントジャパン製）０．７５重量部を混合し、トナーＡを得た。
トナーＡの特性については評価結果と共に表２に示す。
【００６５】
（トナー処方２）
スチレン−ブチルアクリレート共重合体
（重量平均分子量  １５５０００）                    ７１重量部
黒色酸化鉄化合物                                        ２１重量部
極性制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土谷化学）        ４重量部
カルナウバワックス                                        ４重量部
【００６６】
以上の処方の原料を、２軸エクストルーダーを用いて４０℃で低温混練し、粉砕、分級し重量平均粒径６．５μｍとした後、ハイブリタイゼーションシステム（奈良機械社製）により、３５℃で３０００ｒｐｍにて処理を行った。次いでヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末（Ｒ−９７２：クラリアントジャパン製）０．５重量部を混合し、本発明のトナーＢを得た。
トナーＢの特性については評価結果と共に表２に示す。
【００６７】
トナー処方２の粉砕、分級後のトナーをハイブリタイゼーションシステム（奈良機械社製）により、５０℃で４０００ｒｐｍにて処理を行った。次いでヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末（Ｒ−９７２：クラリアントジャパン製）０．７５重量部を混合し、トナーＣを得た。
トナーＣの特性については評価結果と共に表２に示す。
【００６８】
トナー処方２の粉砕後のトナーに対し、分級条件を変え、微粉カット量を多くし、シャープな粒径分布のトナーを得た。このトナーをハイブリタイゼーションシステム（奈良機械社製）により、４０℃で３５００ｒｐｍにて処理を行った。次いでヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末（Ｒ−９７２：クラリアントジャパン製）０．５重量部を混合し、トナーＤを得た。
トナーＤの特性については評価結果と共に表２に示す。
【００６９】
（トナー処方３）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量  ９００００）          ７１重量部
黒色酸化鉄化合物                                        ２１重量部
極性制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土谷化学）        ４重量部
低分子ポリプロピレン                                      ４重量部
【００７０】
以上の処方の原料を、２軸エクストルーダーを用いて４５℃で低温混練し、粉砕、分級し重量平均粒径５．５μｍとした後、ハイブリタイゼーションシステム（奈良機械社製）により、５５℃で５０００ｒｐｍにて処理を行った。次いでヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末（Ｒ−９７２：クラリアントジャパン製）０．７５重量部を混合し、トナーＥを得た。
トナーＥの特性については評価結果と共に表２に示す。
【００７１】
（トナー処方４）
スチレン−ブチルアクリレート共重合体
（重量平均分子量  ２４９０００）                    ６０重量部
スチレン−ｎブチルメタクリレート共重合体
（重量平均分子量  ２２０００）                      １４重量部
黒色酸化鉄化合物                                        ２１重量部
極性制御剤（有機ジルコニウム化合物）                      ２重量部
カルナウバワックス                                        ３重量部
【００７２】
以上の処方の原料を、２軸エクストルーダーを用いて６０℃で低温混練し、粉砕、分級し重量平均粒径４．５μｍとした後、ハイブリタイゼーションシステム（奈良機械社製）により、５５℃で６０００ｒｐｍにて処理を行った。次いでヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末（Ｒ−９７２：クラリアントジャパン製）０．７５重量部を混合し、トナーＦを得た。
トナーＦの特性については評価結果と共に表２に示す。
【００７３】
トナー処方４のハイブリタイゼーションシステム処理後のトナーにシリカ微粉末（Ｒ−９７２：クラリアントジャパン製）１．５重量部を混合し、トナーＧを得た。
トナーＧの特性については評価結果と共に表２に示す。
【００７４】
＜現像剤の作成＞
トナーＡ〜Ｇと、４０μｍの球形マグネタイト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアを使用し、トナー濃度５．０重量部の現像剤を調整した。
【００７５】
＜画像の形成＞
画像形成装置はリコーＩｍａｇｉｏ  ＮＥＯ７５０転写部を改造して用いた。ユニット構成は図１の装置の概略図と同じである。現像には二成分方式の現像装置を用いた。該装置の転写工程においては、ベルト転写形式で、図３に示す態様の加熱ローラ方式で定着を行なった。加熱ローラを構成する弾性層はシリコンゴムを用いた。該加熱ローラ（転写部材）のアスカーＣ法で測定した表面硬度、１．５Ｎ／ｃｍの大きさの加圧による変形量に対する弾性層の厚みの倍数、更に転写条件（転写圧、転写電流）を表１に示す。
また、定着ローラはハードなテフロンローラ、又はシリコンゴムローラ（硬度３０度）を用いた。表１にどちらの定着ローラを用いたかを記載する。
【００７６】
この装置を用いて、６００ｄｐｉ（１ドット＝約４２．３μｍ）のドットから形成されたグレースケールを中心としたテストチャート（図４参照）をプリントアウトしてサンプル画像を得た。
【００７７】
＜平均粒状度の測定＞
上記画像について、前記した測定法で平均粒状度を測定した。画像ドット（図５は拡大図）１個につき、面積は８２．６μｍ×８２．６μｍである。画像解析時２値化データの１メッシュの面積は２５３．８μｍ×２５３．８μｍである。７０メッシュから求めた平均値を平均粒状度と呼ぶ。平均粒状度を測定した結果を表１に示す。
【００７８】
＜トナーチリ画像面積の測定＞
転写する前に機械を停止させ、数時間放置した後にトナーの付着した感光体を取り出し、前記の測定法で感光体上のトナーチリ画像面積Ｓｄを測定した。また転写紙上の未定着像のトナーチリ画像面積Ｓｔは、感光体から転写紙に転写した時点で機械を停止させ、転写紙を取り出し、前記の測定法で測定した。
画像ドット（図５は拡大図）１個につき、面積は８２．６μｍ×８２．６μｍである。画像解析時２値化データの１メッシュの面積は２５３．８μｍ×２５３．８μｍである。１メッシュあたりにおいて、中心にある最大面積を示す画像部を除いて、周りのトナーチリ画像部の合計を１メッシュあたりでのチリ面積として、７０メッシュから求めた平均値をトナーチリ画像面積と呼ぶ。
感光体上画像の測定の場合数時間放置してから測定する理由は、デジタル電子写真方式ではネガ／ポジ方式を採用しているため、地肌部に電荷が乗っている状態で明るいところに感光体を出すと、電荷の放電でトナーが散ってしまい問題となる。そこで数時間放置して地肌部の電荷が減衰した状態で測定した。
【００７９】
【表１】
2005055707.tif 000010
【００８０】
【表２】
2005055707.tif 000011
【００８１】
本発明においては、特定の表面硬度を有すると共に、表面に特定の弾性層を有する転写部材を用いると、ＳｄとＳｔが特定の関係を満たす画像を容易に形成することができる。また、転写工程において、特定の転写圧で、特定の転写バイアスを印加して転写を行うと、ＳｄとＳｔが特定の関係を満たす画像を容易に形成することができる。また、定着工程において、表面に弾性体を有するローラを用いるとＳｄとＳｔが特定の関係を満たす画像を容易に形成することができる。
【００８２】
本発明においては、形状係数ＳＦ−１が１００〜１３５のトナー、平均円形度が０．９３〜１．０のトナー、分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）が１．３５以下のトナー、凝集度（％）が５〜２０％のトナー、有機ジルコニウム化合物を含有するトナーを用いると、ＳｄとＳｔが特定の関係を満たす画像を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明で用いられる画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明を構成する好ましい転写工程の一例を示す概略図である。
【図３】各種画像の粒状度を計算した結果を示す図面である。
【図４】スクリーン線数１０６線のディザ処理を施した１５水準のパッチの説明図である。
【図５】定着前後のドット部の画像を取り込み、専用ソフトにて２値化したデータの説明図である。
【図６】トナー粒子の形状係数ＳＦ−１の定め方の説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
図１
１    感光体
２    帯電手段
３    露光手段
３２  ポリゴンモータ
３３  ミラー
４    現像手段
４１  現像スリーブ
５    転写搬送手段
５１  金属ローラ
５２  転写ローラ
５３  搬送ベルト
５４  ローラ
５５  ローラ
５６  搬送ベルトクリーニング装置
６    クリーニング手段
６１  ブレード
６２  ブラシ
６３  トナー回収手段
７    定着手段
７１  定着ローラ
７２  加圧ローラ
７３  ヒータ
７４  ヒータ
１０１  転写材バンク
１０２  給紙ローラ
１０３  給紙コロ
１０４  コロ
１０５  排紙ローラ
１０６  転写材バンク
１０７  給紙コロ
１０８  コロ
図２
５２  転写ローラ
５２ａ  弾性層
５２ｂ  芯剤
５２ｃ  加圧スプリング
【図１】
2005055707.tif 000014
【図２】
2005055707.tif 000015
【図３】
2005055707.tif 000016
【図４】
2005055707.tif 000017
【図５】
2005055707.tif 000018
【図６】
2005055707.tif 000019